Name: 基于氮质量平衡模型的罗德岛州纳拉甘西特湾生产力区可视化 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-07-14T13:40:00.000+00:00
Duration: 5 min 4 s
Description: 了解如何利用氮质量平衡模型可视化纳拉甘西特湾的生物生产力分区，识别三种不同营养盐影响区域，为沿海富营养化和缺氧管理提供科学依据，改善水质保护策略。

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本研究由美国国家科学基金会（OIA-1655221，OCE-1655686）和罗德岛海洋资助计划（NA22-OAR4170123，RISG22-R/2223-95-5-U）提供资助。我们还要感谢罗德岛设计学院开发了 Vis-A-Thon 项目及本项可视化成果。

1. 应用氮质量平衡模型
<ol>
	<li>从美国环境保护署（USEPA）下载1990年至2015年期间罗德岛湾166个站点的溶解性无机氮（DIN）数据。 
	注：本研究中，溶解性无机氮（DIN）浓度定义为铵（NH4+）、亚硝酸盐（NO2-）和硝酸盐（NO3-）浓度之和。</li>
	<li>沿罗德岛湾轴线将其划分为十五个区域，分区方法基于先前研究14进行修改，并使用Adobe Illustrator在地图上划分海湾区域（图1）。</li>
	<li>应用氮质量平衡模型计算每个区域中DIN的平均浓度。 
	注：本研究中所用的氮质量平衡模型由先前研究2,15修改而来，包含DIN的输入项和输出项，并应用于罗德岛湾的每个区域（1-15），如公式1所示。 
	<img alt="静态平衡方程，ΣFDIN 输入与去除项，环境过程示意图" src="/files/ftp_upload/65728/65728eq07v2.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="公式7">  公式 (1) 
	表1 列出了该罗德岛湾模型中各项参数及其单位的定义。该模型通过计算罗德岛湾各区域中DIN的净去除量，估算其平均DIN浓度，该净去除量代表了生物生产所导致的氮去除。有关氮质量平衡模型的详细信息见先前研究2,15。本研究模型中所用的具体数值来源于先前研究14。</li>
	<li>基于氮质量平衡模型的结果，在电子表格文件中利用Redfield比值（C:N = 106:16，摩尔比）将净DIN去除量转换为碳单位，从而计算潜在初级生产力（PPP）速率。</li>
</ol>
2. 可视化纳拉甘西特湾地图中的三个区域
<ol>
	<li>使用 Ocean Data View 软件将识别出的三个区域以等值线图形式绘制在纳拉甘西特湾的地图上。
	<ol>
		<li>将每个箱的PPP速率数据从电子表格文件另存为文本文件（.txt）。 
		注意：.txt 文件还包含每个方框编号的位置信息（纬度和经度）。请将经度值设为负数。PPP 速率数据标记为 PPP [gC·m-2·天-1].</li>
		<li>将PPP速率数据载入Ocean Data View软件中。
		<ol>
			<li>前往打开 文件 菜单</li>
			<li>点击 关联变量框，纬度，经度与站点，纬度 [degrees_north]，以及 经度 [度_东]，在该 元数据变量关联 窗口，然后单击 好的 按钮</li>
			<li>点击 好的 按钮在 导入 窗口。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>绘制等值线图以显示纳拉甘西特湾地图中的PPP范围。
		<ol>
			<li>右键单击地图，然后单击 缩放，将红色框拖动至地图的数据区域以放大，然后单击 输入.</li>
			<li>点击 1 散点图 窗口的 布局模板 在 查看 菜单</li>
			<li>右键单击 样本 面板并选择 衍生变量.</li>
			<li>点击 添加 选择后点击按钮 纬度 在……下方 元数据 从列表中 选择 面板。对下一个同样操作 经度 然后点击 好的 按钮</li>
			<li>选择 drvd：经度 [度_东] 通过右键单击散点图窗口，将变量设为X轴变量。</li>
			<li>选择 drvd：纬度 [度_北] 通过右键单击散点图窗口，将变量设置为Y轴变量。</li>
			<li>选择 PPP [gC·m-2·天 -1] 通过右键单击散点图窗口，将变量设置为 Z 轴变量。</li>
			<li>选择 特性 通过右键单击散点图窗口并前往 显示样式 选项
			<ol>
				<li>选择 网格化 领域</li>
				<li>前往 轮廓 选项并单击 &lt;&lt; 按钮以使仅保留 0、0.1 和 2 的数值 已定义的窗格 左侧</li>
				<li>点击 好的 按钮</li>
			</ol>
			</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>根据 Ocean Data View 软件生成的等值线图，界定纳拉甘西特湾中棕色、绿色和蓝色区域的边界，并使用 Adobe Illustrator 绘制地图上的三个区域以实现可视化。 
	注意：根据之前的研究15，棕色区域的PPP速率超过2 gC·m-2·天-1，绿色区域在0.1-2 gC·m-2·天-1，且蓝色区域小于0.1 gC·m-2·天-1分别。</li>
</ol>
3. 将三个区域的等高线图转换为带LED光源的三维（3D）框架
<ol>
	<li>使用激光切割机将三块亚克力板切割成 5.5'' x 8''，以显示每个区域的边界。</li>
	<li>将三块亚克力板堆叠在一个带照明的框架中。依次重叠显示蓝色、绿色和棕色区域的亚克力板：将显示绿色区域的板置于显示蓝色区域的板之上，再将显示棕色区域的板置于最上方。</li>
	<li>对于第二个物理模型，使用激光切割机将四块亚克力板切割成 5.5'' x 8''，其中三块通过 UV 打印显示区域边界，另一块用于表示整个纳拉甘西特湾（步骤同 3.1–3.2）。</li>
	<li>通过放置在框架底部的 LED 改变每个区域的颜色，分别为棕色、绿色和蓝色。</li>
</ol>

Integrated Visualization of Biogeochemical Data for Nutrient Management

<ol><li>Nixon, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coastal+marine+eutrophication%3A+A+definition%2C+social+causes%2C+and+future+concerns%5BTitle%5D)+AND+%22Ophelia%22%5BJournal%5D)">Coastal marine eutrophication: A definition, social causes, and future concerns.</a> Ophelia. 41, 199-219 (1995).</li>
<li>Kim, J. S., Brush, M. J., Song, B., Anderson, I. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstructing+primary+production+in+a+changing+estuary%3A+A+mass+balance+modeling+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Limnology+and+Oceanography%22%5BJournal%5D)">Reconstructing primary production in a changing estuary: A mass balance modeling approach.</a> Limnology and Oceanography. 66 (6), 2535-2546 (2021).</li>
<li>Kemp, W. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eutrophication+of+Chesapeake+Bay%3A+historical+trends+and+ecological+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Marine+Ecology+Progress+Series%22%5BJournal%5D)">Eutrophication of Chesapeake Bay: historical trends and ecological interactions.</a> Marine Ecology Progress Series. 303, 1-29 (2005).</li>
<li>Brush, M. J., et al. American Geophysical Union. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBrush%2C+MJ+%22Coastal+Ecosystems+in+Transition%3A+A+Comparative+Analysis+of+the+Northern+Adriatic+and+Chesapeake+Bay%22">Coastal Ecosystems in Transition: A Comparative Analysis of the Northern Adriatic and Chesapeake Bay</a>. Malone, T. C., Malej, A., Faganeli, F. Chapter 5, John Wiley & Sons, Hoboken, NJ. (2021).</li>
<li>Howarth, R. W., Marino, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nitrogen+as+the+limiting+nutrient+for+eutrophication+in+coastal+marine+ecosystems%3A+Evolving+views+over+three+decades%5BTitle%5D)+AND+%22Limnology+and+Oceanography%22%5BJournal%5D)">Nitrogen as the limiting nutrient for eutrophication in coastal marine ecosystems: Evolving views over three decades.</a> Limnology and Oceanography. 51 (1 part 2), 364-376 (2006).</li>
<li>Paerl, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+eutrophication+along+the+freshwater-marine+continuum%3A+Dual+nutrient+%28N+and+P%29+reductions+are+essential%5BTitle%5D)+AND+%22Estuaries+and+Coasts%22%5BJournal%5D)">Controlling eutrophication along the freshwater-marine continuum: Dual nutrient (N and P) reductions are essential.</a> Estuaries and Coasts. 32, 593-601 (2009).</li>
<li>Kim, J. S., Chapman, P., Rowe, G., DiMarco, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Categorizing+zonal+productivity+on+the+continental+shelf+with+nutrient-salinity+ratios%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Marine+Systems%22%5BJournal%5D)">Categorizing zonal productivity on the continental shelf with nutrient-salinity ratios.</a> Journal of Marine Systems. 206, 103336(2020).</li>
<li>Rowe, G. T., Chapman, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continental+shelf+hypoxia%3A+Some+nagging+questions%5BTitle%5D)+AND+%22Gulf+of+Mexico+Science%22%5BJournal%5D)">Continental shelf hypoxia: Some nagging questions.</a> Gulf of Mexico Science. 20 (2), 153-160 (2002).</li>
<li>Nixon, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eutrophication+and+the+macroscope%5BTitle%5D)+AND+%22Hydrobiologia%22%5BJournal%5D)">Eutrophication and the macroscope.</a> Hydrobiologia. 629, 5-19 (2009).</li>
<li>Barbier, E. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+value+of+estuarine+and+coastal+ecosystem+services%5BTitle%5D)+AND+%22Ecological+Monographs%22%5BJournal%5D)">The value of estuarine and coastal ecosystem services.</a> Ecological Monographs. 81 (2), 169-193 (2011).</li>
<li>Cloern, J. E., Foster, S. Q., Kleckner, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phytoplankton+primary+production+in+the+world%27s+estuarinecoastal+ecosystem%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeosciences%22%5BJournal%5D)">Phytoplankton primary production in the world's estuarinecoastal ecosystem.</a> Biogeosciences. 11 (9), 2477-2501 (2014).</li>
<li>Codiga, D. L., Stoffel, H. E., Oviatt, C. A., Schmidt, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Managed+nitrogen+load+decrease+reduces+chlorophyll+and+hypoxia+in+warming+temperate+urban+estuary%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Marine+Science%22%5BJournal%5D)">Managed nitrogen load decrease reduces chlorophyll and hypoxia in warming temperate urban estuary.</a> Frontiers in Marine Science. 9, 930347(2022).</li>
<li>Sigman, D. M., Hain, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+biological+productivity+of+the+ocean%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Education+Knowledge%22%5BJournal%5D)">The biological productivity of the ocean.</a> Nature Education Knowledge. 3 (10), 21(2012).</li>
<li>Kremer, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulating+property+exchange+in+estuarine+ecosystem+models+at+ecologically+appropriate+scales%5BTitle%5D)+AND+%22Ecological+Modelling%22%5BJournal%5D)">Simulating property exchange in estuarine ecosystem models at ecologically appropriate scales.</a> Ecological Modelling. 221 (7), 1080-1088 (2010).</li>
<li>Kim, J. S., Chapman, P., Rowe, G., DiMarco, S. F., Thornton, D. C. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implications+of+different+nitrogen+input+sources+for+potential+production+and+carbon+flux+estimates+in+the+coastal+Gulf+of+Mexico+%28GOM%29+and+Korean+Peninsula+coastal+waters%5BTitle%5D)+AND+%22Ocean+Science%22%5BJournal%5D)">Implications of different nitrogen input sources for potential production and carbon flux estimates in the coastal Gulf of Mexico (GOM) and Korean Peninsula coastal waters.</a> Ocean Science. 16, 45-63 (2020).</li>
<li>Lake, S. J., Brush, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+contribution+of+microphytobenthos+to+total+productivity+in+upper+Narragansett+Bay%2C+Rhode+Island%5BTitle%5D)+AND+%22Estuarine%2C+Coastal+and+Shelf+Science%22%5BJournal%5D)">The contribution of microphytobenthos to total productivity in upper Narragansett Bay, Rhode Island.</a> Estuarine, Coastal and Shelf Science. 95 (2-3), 289-297 (2011).</li>
<li>Brush, M. J., Nixon, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+the+role+of+macroalgae+in+a+shallow+sub-estuary+of+Narragansett+Bay%2C+RI+%28USA%29%5BTitle%5D)+AND+%22Ecological+Modelling%22%5BJournal%5D)">Modeling the role of macroalgae in a shallow sub-estuary of Narragansett Bay, RI (USA).</a> Ecological Modelling. 221 (7), 1065-1079 (2010).</li>
<li>Deacutis, C. F., Murray, D., Prell, W., Saarman, E., Korhun, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypoxia+in+the+upper+half+of+Narragansett+Bay%2C+RI%2C+during+August+2001+and+2002%5BTitle%5D)+AND+%22Northeastern+Naturalist%22%5BJournal%5D)">Hypoxia in the upper half of Narragansett Bay, RI, during August 2001 and 2002.</a> Northeastern Naturalist. 13 (Special Issue 4), 173-198 (2006).</li>
<li>Oviatt, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Managed+nutrient+reduction+impacts+on+nutrient+concentrations%2C+water+clarity%2C+primary+production%2C+and+hypoxia+in+a+north+temperate+estuary%5BTitle%5D)+AND+%22Estuarine%2C+Coastal+and+Shelf+Science%22%5BJournal%5D)">Managed nutrient reduction impacts on nutrient concentrations, water clarity, primary production, and hypoxia in a north temperate estuary.</a> Estuarine, Coastal and Shelf Science. 199, 25-34 (2017).</li>
<li>Boesch, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Barriers+and+bridges+in+abating+coastal+eutrophication%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Marine+Science%22%5BJournal%5D)">Barriers and bridges in abating coastal eutrophication.</a> Frontiers in Marine Science. 6, 123(2019).</li>
<li>Oviatt, C. A., Keller, A. A., Reed, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Annual+primary+production+in+Narragansett+Bay+with+no+bay-wide+winter-spring+phytoplankton+bloom%5BTitle%5D)+AND+%22Estuarine%2C+Coastal+and+Shelf+Science%22%5BJournal%5D)">Annual primary production in Narragansett Bay with no bay-wide winter-spring phytoplankton bloom.</a> Estuarine, Coastal and Shelf Science. 54, 1013-1026 (2002).</li>
</ol>

作者声明无利益冲突。

本研究基于氮质量平衡模型，通过定义三个理论区域，估算了河流输入对纳拉甘西特湾（NB）营养物质影响的程度。历史上，缺氧区域在夏季常出现在普罗维登斯河、格林威治湾西侧以及芒特霍普湾附近。18，本研究中将其定义为棕色区域。此外，NB的分区结果与先前一项研究的结果相似。19，该研究考察了新不伦瑞克省的营养物浓度与初级生产力，两者均强调了减缓营养物输入的重要性。此外，本研究中各区域的边界与先前一项研究的结果相似19，表明上湾区域的缺氧状况&#160;NB 可能受普罗维登斯河有机质平流输送的控制，导致高生产力条件下的呼吸作用增强，超过 2.6 gC·m-2·天-1这些结果在NB上部海湾表现为本研究中的棕色区域。此外，生产力向海洋方向持续降低，由绿色和蓝色区域表示。
相比之下，在夏季，霍普山湾（方框10）在本研究中被划分为褐色区域，其初级生产力超过2 gC·m-2·day-1</...

初级生产力，即浮游植物合成有机物的过程，是生态系统食物网的能量基础，对于理解生态系统在环境变化下的功能具有重要意义1,2。河口区的初级生产力还与富营养化密切相关，富营养化是指生态系统中营养物质过量，1 在沿海区域引发多种有害后果，例如浮游植物过度增殖导致大规模藻华，继而引发缺氧3,4。尤为重要的是，河口区的初级生产力高度依赖河流输入的营养负荷，尤其是氮浓度，而氮通常是大多数温带海洋生态系统中的限制性营养元素5,6。然而，准确评估河流氮输入对沿海区域影响的程度仍然具有挑战性。
为了估算河口初级生产力，氮（N）质量平衡模型是计算氮通量的有用工具2。氮质量平衡模型还能在观测数据之外揭示生物学机制，提供不同初级生产力区域边缘的信息7。三种不同的区域8——即褐色区、绿色区和蓝色区——对于预测缺氧区域中营养盐输入的影响尤为有用。褐色区定义为河流入海口最近的区域，代表强烈的物理过程；绿色区具有较高的生物生产力；蓝色区则代表较低的生物过程。各区域的边界取决于河流流量、营养盐浓度和混合速率8。
纳拉甘西特湾（NB）是位于美国罗德岛州的一个沿海温带河口，为当地提供重要的经济与生态服务和资源9,10,11，但近年来持续出现缺氧现象。这些缺氧事件被定义为溶解氧浓度低于每升2–3毫克的时期，在7月和8月尤为普遍，并受到这两个月河流输入氮负荷的显著影响12。由于人类活动导致营养物质排放增加，进而引发初级生产力上升和缺氧加剧13，因此了解进入NB的氮输入量对于管理诸如富营养化和缺氧等沿海环境问题至关重要。在本研究中，基于历史观测的营养盐数据，特别是溶解无机氮（DIN）数据，利用氮质量平衡模型计算了NB的初级生产速率。通过将氮质量平衡模型的结果依据Redfield比值转换为碳单位，识别出三个不同的初级生产力区域，以直观展示河流氮输入对NB的影响范围。随后，该模型被重构为三维表现形式，以更清晰地呈现各区域的空间分布。本研究产生的成果可为应对NB缺氧和富营养化问题的营养盐管理提供更科学的依据。此外，本研究的结果也可推广应用于其他沿海地区，用于可视化河流输送对营养盐分布和初级生产力的影响。

<table><tbody><tr><td>Adobe Illustrator&amp;nbsp;</td><td>Adobe</td><td>版本 27.6.1</td><td>https://www.adobe.com/products/illustrator.html</td></tr><tr><td>Ampersand Gessobord 无框 1/8&quot; 厚度 8&quot; x 8&quot;</td><td>Risdstore</td><td>70731053088</td><td>https://www.risdstore.com/ampersand-gessobord-8x8-flat-1-8-profile.html</td></tr><tr><td>Ocean Data View 软件</td><td></td><td></td><td>https://odv.awi.de/en/software/download/</td></tr><tr><td>W系列（宽型）柔性LED灯带 - 超亮（每英尺18个LED）</td><td>aspectLED</td><td>货号 AL-SL-W-U</td><td>https://www.aspectled.com/products/w-wide-5050-ultra-bright?gclid=CjwKCAjwm4ukBhAuEiwA0z&lt;br/&gt; QxkyqisRPqBcHvXEW8KcJE-bK0d2cvGtqlOxXWJI_&lt;br/&gt; E2rd6DzttPR0FLRoCgfkQAvD_BwE</td></tr></tbody></table>

基于氮质量平衡模型的罗德岛纳拉甘西特湾生产力区可视化

Visualization of Productivity Zones Based on Nitrogen Mass Balance Model in Narragansett Bay, Rhode Island

沿海地区的初级生产力与富营养化和缺氧现象密切相关，对于理解生态系统功能具有重要意义。尽管初级生产力主要依赖于河流输入的营养物质，但要准确评估河流营养物质对沿海区域影响的范围仍具有挑战性。氮质量平衡模型是一种实用工具，可用于评估近海海洋生产力，从而在观测数据之外深入理解其生物学机制。本研究通过应用氮质量平衡模型，对美国罗德岛州纳拉甘西特湾（Narragansett Bay）内频繁发生缺氧的区域进行生物产力分区的可视化分析。根据初级生产力水平，并结合质量平衡模型的结果，将该海湾划分为三个区域——棕色区、绿色区和蓝色区。这些区域分别代表物理过程主导区、生物过程主导区以及生物过程较弱区，其划分依据为河流流量、营养盐浓度和水体混合速率。本研究结果可为应对近海缺氧和富营养化问题的营养盐管理提供更科学的决策依据。

基于氮质量平衡模型的纳拉甘西特湾三个理论区域 
纳拉甘西特湾（NB）的三个理论区域是根据氮质量平衡模型的结果定义的，该模型将溶解无机氮（DIN）数据应用于NB的15个分区，然后将每个分区的平均DIN转换为夏季期间的颗粒有机碳初级生产力（PPP）速率。如图2所示，根据各分区夏季（6月至9月）平均PPP速率，并依据先前研究中各区域PPP速率的标准15，将NB划分为三个区域（棕色、绿色和蓝色）。在夏季期间，位于河流入海口附近的1、2、5、6、7和10号分区被定义为棕色区域，其PPP速率较高，大于2 gC·m-2·day-1，表明该区域存在强烈的物理过程和生物过程，且具有高浊度和光照受限的特点。3、4、8、9和11号分区被归类为绿色区域，PPP速率范围为0.1–2 gC·m-2·day-1，此处发生强烈的生物过程，表现为营养盐限制和高初级生产力。由于棕色区域浊度较高，光穿透能力受限，这是与绿色区域的显著区别。相比...

本研究旨在基于氮质量平衡模型，可视化美国罗得岛州纳拉甘西特湾生物生产力的分区特征。研究结果将为沿海区域的营养盐管理提供依据，以减少缺氧和富营养化现象。

沿海地区的初级生产力与富营养化和缺氧密切相关，对理解生态系统功能具有重要意义。尽管……

本研究旨在估算河流输入氮对美国罗得岛州纳拉甘西特湾沿海区域的影响范围及其对初级生产力的作用，以实现更有效的养分管理。由于人为排放的营养物质导致初级生产力增加和缺氧现象加剧，了解进入海湾的氮输入量对于应对富营养化和缺氧等沿海环境问题至关重要。然而，准确估算沿海区域营养物质输入的程度仍然具有挑战性。本研究通过氮质量平衡模型识别出三个不同的初级生产力区域，以可视化河流输入对海湾氮素影响的范围。本研究还将结果转化为三维图示，以更直观地展示并优化海湾的养分管理。如论文所述，这三个理论区域会随着时间而变化，具体取决于淡水中的营养盐浓度、混合速率以及河流流量。因此，未来的工作需要对这些因素进行量化，以更好地解释这些区域的灵活性。首先，从美国环境保护署下载DIN数据后，使用Adobe Illustrator根据先前研究的修改方法，沿纳拉甘西特湾的走向将其划分为15个区域。利用给定的公式，计算每个区域DIN的平均浓度。基于氮质量平衡模型，利用Redfield比率将净溶解无机氮（DIN）去除量转换为碳单位，计算潜在初级生产力（PPP）速率。将每个箱体的PPP速率数据保存为txt文件。然后打开Ocean Data View软件，通过点击文件菜单并选择打开，加载PPP速率数据。在“元数据变量关联”窗口中，勾选关联变量框，将纬度、经度分别与站点、北纬度数和东经度数相关联。从“导入”窗口中，单击“确定”按钮。接下来，右键单击地图，然后单击“缩放”。然后拖动红色框以放大地图的数据区域，然后点击 Enter 键。从“视图”菜单中，点击布局模板中的“散点窗口”。接着在样本面板中右键单击，选择“衍生变量”。在“选择列表”面板中，于“元数据”下选择“纬度”，然后点击“添加”按钮。对经度重复相同步骤，然后点击“确定”。接下来，右键单击散点图窗口，将X变量设置为DRVD经度（东经度）。类似地，将Y变量设置为DRVD纬度（北纬度），Z变量设置为PPP（单位为克碳每平方米每天）。右键单击散点图窗口，选择属性，进入显示样式选项。选择网格化字段，然后转到等高线选项，点击左侧的移位按钮，使左侧已定义的窗格中仅保留 0、0.1 和 2 这三个数值。最后，点击确定按钮。根据软件生成的等高线图，界定纳拉甘西特湾中棕色、绿色和蓝色区域的边界。然后使用 Adobe Illustrator 在地图上可视化这些区域。氮质量平衡模型在夏季识别出纳拉甘西特湾内的三个理论区域。棕色区域的PPP速率大于每天每平方米2克碳，表明存在强烈的物理和生物过程，且浊度高、光照受限。绿色区域的PPP速率介于每天每平方米0.1至2克碳之间，显示在高初级生产力条件下存在营养盐限制。蓝色区域的PPP速率小于每天每平方米0.1至2克碳，代表生物生产力较低。使用亚克力板和LED灯构建了物理框架，以显示各区域边界重叠情况及沉积物浊度水平。

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Research

科研

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Environment

环境

基于氮质量平衡模型的罗德岛州纳拉甘西特湾生产力区可视化

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一种用于通过生物沉积法量化双壳软体动物滤食和摄食行为的流通式装置已针对船载使用进行了改进。该装置周围构建了一个二维万向节平台，可将设备与船只运动隔离开来，从而能够在 offshore...

海上双壳类悬浮摄食量化装置的设计与使用

一种优化的根箱实验方案，用于观察根系生长及其对局部养分的响应

本文详细提供了一系列基于14NH4+/15NH4+分析测定潜在DNRA速率的方法。NH4+通过多个步骤转化为N2O，并利用四极杆气相色谱-质谱联用仪进行分析。...

基于异化硝酸盐还原为铵的潜在速率测定14NH4+请提供需要翻译的源 HTML 内容，以便我根据您指定的严格规范进行专业级翻译。15NH4+通过连续转化为 N 的分析2O

本文描述了一种适用于多次生长季内植物和土壤取样事件的15N示踪研究的微区试验设计。同时提出了用于15N分析的土壤和植物样品采集与处理步骤，包括研磨和称重操作规程。...

微区设计及用于15氮分析的植物与土壤样品制备

本文介绍了一种经济、便携的方法/装置，用于在真实环境下测量微生物席的初级生产力 原位...

一种低成本测量方法 原位 静水水体附生藻类群落的初级生产力

本文介绍了一种将浮游植物显微图像转化为矢量图形和重复图案的实验方案，以实现对过去60年间浮游植物类群组成和生物量变化的可视化展示。该方案也可应用于全球其他浮游生物长期时间序列及数据集的研究。...

可视化海洋学数据以描绘浮游植物的长期变化

了解如何利用氮质量平衡模型可视化纳拉甘西特湾的生物生产力分区，识别三种不同营养盐影响区域，为沿海富营养化和缺氧管理提供科学依据，改善水质保护策略。

基于氮质量平衡模型的罗德岛纳拉甘西特湾生产力区可视化

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